|
مولیبدنیت که یک ماده نویدبخش به‌شمار می‌رود،. دانشمندان EPFL (École
polytechnique fédérale de Lausanne) در سوئیس با تولید اولین میکروتراشه
مولیبدنیتی که دارای ترانزیستورهای کوچک‌تر و با مصرف انرژی پایین‌تر است، این
موضوع را به اثبات رسانده‌اند.
دانشمندان EPFL پس از کشف مزایای الکترونیکی مولیبدنیت، حال گام نهایی را در این
زمینه برداشته‌اند. محققان آزمایشگاه الکترونیک و ساختارهای نانومقیاس (LANES) یک
تراشه یا مدار مجتمع ساخته‌اند که تأیید می‌کند مولیبدنیت می‌تواند بر محدودیت‌های
فیزیکی سیلیکون از منظر کوچک‌سازی، مصرف الکتریسیته و انعطاف‌پذیری مکانیکی غلبه
کند.
آندراس کیس، مدیر LANES میگوید: «ما با قرار دادن ۲ تا ۶ ترانزیستور سریالی یک
نمونه اولیه ساخته و نشان داده‌ایم که عملکردهای اساسی و منطقی دودوئی با استفاده
از این سیستم امکان‌پذیر است؛ این نمونه ثابت می‌کند که می‌توانیم تراشه‌های بزرگ‌تری
نیز تولید کنیم».
اوایل سال ۲۰۱۱ این آزمایشگاه به قابلیت‌های دی‌سولفید مولیبدن (MoS2) که یک ماده
معدنی طبیعی با فراوانی نسبتاً بالاست، پی برد. ساختار و ویژگی نیمه‌رسانایی، این
ماده را به یک گزینه ایده‌آل برای استفاده در ترانزیستورها تبدیل می‌سازد. بنابراین
می‌تواند رقیبی برای سیلیکون که پرکاربردترین ماده در قطعات الکترونیکی است، بوده و
در برخی موارد حتی با گرافن نیز رقابت کند.
ضخامت سه اتمی
کیس میگوید: «مزیت اصلی دی‌سولفید مولیبدن این است که امکان کاهش اندازه
ترانزیستورها را فراهم کرده و در نتیجه کوچک‌سازی بیشتر را ممکن می‌سازد». تاکنون
امکان ساخت لایه‌های سیلیکونی با ضخامت کمتر از ۲ نانومتر به دلیل خطر شروع یک
واکنش شیمیایی که سطح سیلیکون را اکسید کرده و ویژگی‌های الکتریکی آن را از بین می‌برد،
وجود نداشته است. از سوی دیگر می‌توان لایه‌هایی از مولیبدنیت به ضخامت تنها ۳ اتم
تولید کرد و در نتیجه اندازه تراشه‌ها را حداقل تا ۳ برابر کوچک‌تر ساخت. این ماده
در این مقیاس هنوز هم پایدار بوده و رسانایی آن به آسانی کنترل می‌شود.
ترانزیستورهای دی‌سولفید مولیبدن کارایی بالایی نیز دارند. کیس توضیح می‌دهد: «این
ترانزیستورها می‌توانند به سرعت روشن و خاموش شده و در حالت استندبای کامل‌تری قرار
داده شوند». مولیبدنیت از نظر قابلیت تقویت سیگنال‌های الکتریکی همپای سیلیکون بوده
و می‌تواند سیگنال ورودی را تا چهار برابر تقویت کند. کیس میگوید این نشان می‌دهد
که «توانایی تولید تراشه‌های پیچیده‌تر با استفاده از این ماده وجود دارد. به‌عنوان
مثال در مورد گرافن مقدار این تقویت ۱ است. پایین‌تر از این حد آستانه، ولتاژ خروجی
برای تغذیه یک تراشه مشابه دوم کافی نخواهد بود».
ویژگی مفید دیگر مولیبدنیت انعطاف‌پذیری آن است که از این ویژگی می‌توان در تولید
ابزارهای الکترونیکی انعطاف‌پذیر بهره برد.
جزئیات این کار در مجله ACS Nano منتشر شده است.
|
